觀念平臺－國際稀土產業戰略佈局概析

近年來，由於工業自動化、風機等綠色能源及電動車工業都有馬達的需求，因此用於磁性材料的稀土大幅增加。。圖／美聯社

稀土是化學週期表中15種鑭系元素加上鈧、釔兩元素共計17種金屬元素的總稱，半導體、軍事航太、電動車電池等產業都少不了它。包括：半導體與光電產業製程中的研磨液及LCD玻璃；軍事航太工業的外殼金屬、冶金與電池等；電動車裡的永磁馬達、鎳氫電池用到的釹、鐠；LED與平板製程中必須添加的螢光粉含有銪、釔；3C、醫療、農業肥料等使用的釹、鈰、鑭、鐠；汽車觸媒轉化器或石油裂解過程中的釹、鈰、鑭、鐠等元素都會用到稀土。

在用量方面，一輛豐田Prius汽車混合動力車須用20到28磅的稀土元素；一架F35隱形戰機需要用到920磅稀土金屬；一艘阿利伯克級驅逐艦需要5,200磅的稀土金屬，而維吉尼亞級潛艇更需約9,200 磅的稀土金屬原料。

■稀土礦分爲「巖礦型」與「離子吸附型」

稀土礦分爲「巖礦型」與「離子吸附型」，從巖礦型所開採的礦中大約有5～7％的稀土氧化物，從氧化物中可提煉約有98％爲輕稀土、2％爲中重稀土；離子吸附型開採的礦中約有0.05~0.5％的稀土氧化物，並從中所提煉的稀土則有55％爲輕稀土、45％中重稀土，提煉後純化爲稀土氧化物即可用在陶瓷、玻璃、拋光或觸媒等途徑。若要當作電池、冶金、磁石等用途，還需將氧化物還原成稀土金屬方可應用。近年來，由於工業自動化、風機等綠色能源及電動車工業都有馬達的需求，因此用於磁性材料的稀土大幅增加。

根據美國地質調查局（USGS）、中國工信部、自然資源部等統計數據，2020年全球稀土儲存量約1.2億噸，有38％的礦源在中國，其次是越南、巴西、俄羅斯及印度。除巴西外，產區都在亞洲，易受地緣政治所幹擾。2020年，全球稀土氧化物開採供給量達24萬4,700噸，而需求量爲131,500噸，目前開採量雖大於需求，但產量差異極大，其中以能提升磁石性能的中重稀土料源極少，也造成價格的雲泥之別。2022年因疫情、政變、污染、餘礦不足等因素，導致中國稀土出口量大幅降低，全球供應鏈備受考驗。

■大陸開採佔比仍達6成，非中供應鏈追趕

稀土是全球高科技產業至關重要的戰略物資，爲避免地緣政治影響全球經濟，有礦源的國家努力開採，使中國開採的佔比自2010年的97.47％降至6成左右。但礦源的分離、金屬提煉與磁石製作的主導權依舊掌握在中國手中，非中供應鏈除礦源尋找開採外，更需要加大後續的分離冶煉的投資，以確保供應鏈的韌性。

目前其他區域稀土的開採情況，澳洲僅一家稀土公司開採，並需運至馬來西亞分離且中重稀土量少；巴西稀土礦來自於磷礦尾礦，幾乎沒有專屬的稀土礦場，不過巴西稀土全球蘊藏第三，新離子型礦源探勘計劃持續進行中；俄羅斯僅有一稀土礦場、一個分離廠，每年產量固定；越南過去幾年跟日本合作密切，每年約有1,000到2,000噸的稀土氧化物的生產量，2022年提升到4,300噸；歐洲與格陵蘭都沒有正式開採稀土的礦場，只有探勘的礦區。

臺灣因爲沒有稀土礦源，產業所需的稀土元素全賴進口，除確保稀土原料安全存量，爲使稀土資源不虞匱乏，與稀土相關的廢棄物回收處理也跟着受重視。

■稀土回收資源化與超高純化的技術，值得研發

稀土相關廢棄物回收以永磁材料爲最大宗。回收永磁材料有兩種來源：一種是報廢物處理，另一種爲下腳料處理，各有不同的回收動作，不過到最後都是磨粉、再回到稀土氧化物的模式。2021年日產汽車宣佈，成功開發出熔化純電動車電動機零件中高效回收稀土的技術。有別過去以手工作業逐一拆解零件，新技術將電動機放入加熱至1,400度的爐中熔化後使稀土氧化，再添加助溶劑就能分離出稀土層，此一方式亦能給臺灣產業參考。總之，臺灣尚無完整的稀土回收資源化與超高純化技術，值得相關產業研究及投入，尤其可從應用廣、需求大、價值最高的永磁材料着手，針對料源建立回收循環體制，方爲長治久安之道。